胶囊咖啡机及其自动辨识萃取方法与流程

1.本发明为提供一种胶囊咖啡机，尤其是涉及一种能借由影像辨识咖啡胶囊上的辨识码，而自动进行咖啡液萃取的胶囊咖啡机。


背景技术：

2.目前市面上的胶囊咖啡机，多以手指按键选择咖啡的冲泡模式，然而此种冲泡方式须由使用者自行进行相关设定，并手动操作胶囊咖啡机，在使用上容易受机台设计上的限制，操作设定上较为复杂。
3.故需要提供一种胶囊咖啡机，能自动进行设定，以快速地完成使用者饮用咖啡时的个人习惯设定。


技术实现要素：

4.为实现上述目的，本发明公开一种胶囊咖啡机，与一种印有辨识码的咖啡胶囊配合使用，其特征在于：所述胶囊咖啡机包括一控制单元，控制单元包括一控制电路及至少一影像感测装置镜头，所述控制电路与所述影像感测装置镜头相连接；一供水单元，所述供水单元与所述控制单元相连接；一加热单元，所述加热单元与所述控制单元及所述供水单元相连接；及一萃取单元，所述萃取单元与所述控制单元及所述加热单元相连接，所述萃取单元包括有至少一置放槽及一萃取结构，所述置放槽对应所述影像感测装置镜头的位置而设，所述咖啡胶囊放置于置放槽中，所述萃取结构与所述控制电路相连，所述萃取结构能对咖啡胶囊进行咖啡液萃取作业。
5.作为进一步的改进，所述加热单元包括有一加热室，所述加热室中设有高水位监测器及低水位监测器，所述所述加热室分别与所述供水单元及所述置放槽相连接，所述高水位监测器及所述低水位监测器与所述控制电路相连接。
6.作为进一步的改进，所述加热单元包括有一加热室，所述加热室中设有水温感测器，所述加热室分别与所 述供水单元及所述置放槽相连接，所述水温感测器与所述控制电路相连接。
7.作为进一步的改进，所述加热单元与所述置放槽之间连接有一出水管，所述萃取单元包括有一出水流量感测器，所述出水流量感测器分别与所述控制电路及所述出水管相连。
8.为实现上述目的，本发明公开一种胶囊咖啡机的自动辨识萃取方法，当使用者将咖啡胶囊放置于置放槽中后，所述自动辨识萃取方法包括以下步骤：控制电路启动；影像感测装置镜头对置放槽中进行影像撷取；控制电路确认置放槽中是否有异物；影像感测装置镜头撷取咖啡胶囊上的辨识码资料；控制电路接收辨识码资料；控制电路解析辨识码资料以执行所设定的出水目标，以及萃取结构运转至咖啡胶囊萃取状态；萃取单元进行咖啡液萃取。
9.作为进一步的改进，执行步骤影像感测装置镜头对置放槽中进行影像撷取之前控
制电路会先调整影像感测装置镜头的角度位置，使得影像感测装置镜头的撷取范围对准置放槽中。
10.作为进一步的改进，出水目标为辨识码资料中水温的设定值。
11.作为进一步的改进，进行步骤控制电路解析辨识码资料以执行所设定的出水目标，以及萃取结构运转至咖啡胶囊萃取状态时，执行以下步骤：控制电路执行水温的设定值；加热单元中感测水温温度；控制电路确认加热单元中的水温是否达到水温的设定值；将达到水温设定值的水输送至萃取单元中。
12.作为进一步的改进，出水目标为辨识码资料中流量的设定值。
13.作为进一步的改进，进行步骤控制电路解析辨识码资料以执行所设定的出水目标，以及萃取结构运转至咖啡胶囊萃取状态时，执行以下步骤：控制电路执行流量的设定值；将加热单元中的水输送至萃取单元中；控制电路感测出水时的水流量；控制电路确认是否达到出水目标流量的设定值；完成出水目标流量的水输送后，停止输送加热单元中的水。
14.如上所述，本发明胶囊咖啡机及其自动辨识萃取方法能借由撷取咖啡胶囊上的辨识码资料，以自动进行水量及水温的设定，如此能快速地达到使用者饮用咖啡时的个人习惯设定。
附图说明
15.图1为应用本发明胶囊咖啡机之系统方块图。
16.图2为本发明胶囊咖啡机之自动辨识萃取方法流程图。
17.图3为图2中步骤解析辨识码资料中之设定流程图。
18.图4为本发明第一实施例胶囊咖啡机于开启状态之立体图。
19.图5为图4中v-v线之剖面图。
20.图6为本发明第一实施例胶囊咖啡机于闭合状态之立体图。
21.图7为本发明第二实施例胶囊咖啡机于闭合状态之立体图。
22.图8为图7中viii-viii线之剖面图。
23.图9为本发明第二实施例胶囊咖啡机于开启状态之立体图。
24.图10为本发明第三实施例胶囊咖啡机之立体图。
25.图11为图10中xi-xi线之剖面图。
具体实施方式
26.请参阅图1，本发明胶囊咖啡机自动辨识萃取方法搭载于一胶囊咖啡机100中。该胶囊咖啡机100包括有一控制单元1、一供水单元2、一加热单元3、一萃取单元4及使用于胶囊咖啡机100中的咖啡胶囊200。
27.控制单元1用以控制胶囊咖啡机100中的各部件。供水单元2与控制单元1相连接，用以提供胶囊咖啡机100中冲泡咖啡时所需要的水。加热单元3与控制单元1及供水单元2相连接，用以将冲泡咖啡时所需要的水加热，以提供热水。萃取单元4与控制单元1及加热单元3相连接，且咖啡胶囊200放 置于萃取单元4中，加热单元3将热水输送至萃取单元4中，同时萃取单元4对咖啡胶囊200进行咖啡液萃取作业，并将热水及咖啡液混合送出，以提供冲泡完成的咖啡。
28.控制单元1包括有一控制面板11、一控制电路12及一影像感测装置镜头13。供水单元2包括有一供水槽21及一供水帮浦22。加热单元3包括有一加热室31、空气加压帮浦32、水温加热器33、高水位监测器34、低水位监测器35、水温感测器36及一泄压阀37。萃取单元4包括有一出水流量感测器41、置放槽42及一出水口43及一萃取结构44。
29.控制电路12与控制面板11及影像感测装置镜头13相连接。控制电路12再分别与供水帮浦22、空气加压帮浦32、水温加热器33、高水位监测器34、低水位监测器35、水温感测器36及出水流量感测器41相连接。供水帮浦22设于供水槽21中，高水位监测器34、低水位监测器35及水温感测器36皆设置于加热室31中。空气加压帮浦32、水温加热器33及一泄压阀37皆装设于加热室31上。供水单元2及加热单元3之间连接有一供水管23。加热单元3与萃取单元4之间连接有一出水管38。具体地，供水帮浦22设置于供水管23上。出水流量感测器41设置于出水管38中。
30.供水帮浦22用于对供水槽21中的水加压，以将水从供水槽21传输至加热室31中。高水位监测器34设于低水位监测器35之上，定义高水位监测器34及低水位监测器35之间的范围为使用时的正确范围。水温感测器36用于感测加热室31的水温。泄压阀37用于在加热室31中的压力或温度超过预设限值时，借由打开泄压阀37以释放过高的压力或温度，以保护加热室31及其中的其他元件。出水流量感测器41用于感测出水管38中的出水流量。
31.咖啡胶囊200上印设有辨识码201，该辨识码201用于设定胶囊咖啡机100中的出水量及出水温度。当胶囊咖啡机100上的影像感测装置镜头13撷取到咖啡胶囊200上的辨识码201时，控制电路12会解析该辨识码201以自动设定胶囊咖啡机100的出水量及出水温度，如此能快速进行设定，以供使用者能快速地冲泡咖啡。具体地，该辨识码201可为一种qr-code(快速响应矩阵图码，quick response code)或任何可辨识冲泡模式的图形。请参阅图2，当使用者使用胶囊咖啡机100时，使用者将咖啡胶囊200放置于置放槽42中后，胶囊咖啡机100进行以下步骤：步骤s510:控制电路12启动，此步骤为启动控制电路12，以使得胶囊咖啡机100中的其他元件及部位进入待机状态，待控制电路12发送讯号给对应的元件或部位进行操控。
32.步骤s530:影像感测装置镜头13对置放槽42中进行影像撷取，该影像感测装置镜头13无法在没有光线的场合下进行影像撷取，故影像感测装置镜头13的附近可进一步设置有光源，以在无光线的环境中提供影像感测装置镜头13撷取影像时所需的光线，具体地，该光源为led灯。
33.步骤s540: 控制电路12确认置放槽42中是否有异物，此步骤为借由影像感测装置镜头13所撷取到置放槽42中的影像，透过控制电路12来确认置放槽42中是否有异物存在，进一步地，控制电路12中设置有咖啡胶囊200的影像图形资料，当影像感测装置镜头13撷取到置放槽42中的影像后，控制电路将进行比对是否与所设置的咖啡胶囊200的影像图形资料吻合，若是吻合，则判断为没有异物存在；若是不吻合，则判断为存在有异物，若是没有异物存在，则继续下列步骤。
34.步骤s550:影像感测装置镜头13撷取咖啡胶囊200上的辨识码201资料。
35.步骤s560:控制电路12接收辨识码201资料，此步骤为将影像感测装置镜头13撷取所撷取到的辨识码201，传输到控制电路12中。
36.步骤s570：控制电路12解析辨识码201资料以执行所设定的出水目标以及萃取结
构44运转至咖啡胶囊200萃取状态，此步骤为在控制电路12中进行解析影像感测装置镜头13所撷取到的辨识码201资料，以根据辨识码201资料执行出水流量及出水温度的设定值，同时，将胶囊咖啡机100中的萃取结构44运转至萃取状态时的位置，以对咖啡胶囊200进行萃取作业。
37.步骤s580:萃取咖啡，此步骤为将达到出水目标水温及流量的水输送至萃取单元4中，同时萃取结构44进行萃取动作以萃取咖啡胶囊200中的咖啡液，使得达到出水目标值水温及流量的水与咖啡液一同经过出水口43到达使用者的杯子中，如此完成咖啡液的冲泡。
38.在进行步骤s540时，若是判断置放槽42中存在异物时，则进行步骤s541，控制电路12会停止机械结构运转，待异物移除后，回到步骤s510，重新启动控制电路12以回复至开机后的初始状态。
39.请参阅图3，在进行步骤s570时，控制电路12解析辨识码201资料以执行所设定的出水目标以及萃取结构44运转至咖啡胶囊200萃取状态，是进行以下步骤:步骤s600:控制电路12执行所设定的出水目标(水温及流量的设定值)。
40.步骤s610:加热室31中进行高低水位监测，此步骤为借由加热室31中所设置的高水位监测器34及低水位监测器35进行高低水位监测。
41.步骤s611:控制电路12借由高水位监测器34及低水位监测器35确认加热室31中水位高度是否在出水目标设定值的范围内。若是加热室31中水位高度在出水目标设定值的范围内，则进行下个步骤。
42.步骤s620: 水温感测器36感测加热室31中的水温，此步骤为借由设置在加热室31中的水温感测器36进行感测水温。
43.步骤s621: 控制电路12借由水温感测器36以确认加热室31水温是否达到水温的设定值。
44.步骤s630:空气加压帮浦将加热室31中的水加压以输送至出水管。
45.步骤s640: 借由设置在出水管上的出水流量感测器41感测出水管水流量。
46.步骤s641:控制电路12借由水流量感测器41确认是否达到流量的设定值。
47.步骤s650:将达到水温及流量设定值的水输送至萃取结构44中，同时进行步骤s642:暂停空气加压帮浦运转，以停止水流输送至出水管。
48.最后进行步骤s580:萃取结构44萃取咖啡胶囊200中的咖啡液。
49.在进行步骤s611时，若是加热室31中的水位高度不在出水目标设定值的范围内，则进行步骤s612:利用供水帮浦将水输送至加热室31中，此步骤为将供水槽中的水透过供水帮浦加压，经过供水管23进到加热室31中，以使加热室31中的水位达到出水目标设定值的范围。之后回到步骤s610，重新在加热室31中进行高低水位监测。在进行步骤s621时，若是加热室31水温没有达到水温的设定值，则进行步骤s622:以水温加热器33增加加热室31水温，此步骤为借由水温加热器33来加热水温，以使加热室31中的水温达到水温的设定值。之后回到步骤s620，重新感测加热室31中的水温。在步骤s641时，若是未达到流量的设定值，则回到步骤s640，继续将水输送至出水管，以达到流量的设定值。
50.请参阅图4至图6，本发明第一实施例中，该胶囊咖啡机100的萃取结构44为一种掀盖式机构，该掀盖式机构包括一下壳71及一可动盖72。下壳71上设有一转轴711及一凹陷形成的置放槽42。可动盖72的一端装设于转轴711上，并覆盖住置放槽42。可动盖72可以借由
转轴711进行旋转开合。影像感测装置镜头13设置于可动盖72上，并在可动盖72于开启位置时影像感测装置镜头13对着置放槽42以撷取置放槽42中的影像。可动盖72上还设有光源721，设于影像感测装置镜头13旁，光源721用于提供光线给影像感测装置镜头13。具体地，该光源721为一种led灯。
51.本发明第一实施例中，在使用者放置咖啡胶囊200时，可动盖72处于开启位置，以露出置放槽42，供使用者放至咖啡胶囊200。在进行步骤s570时，此时可动盖72借由控制电路12以转动至闭合位置，覆盖住置放槽42同咖啡胶囊200，以使咖啡胶囊200设置至萃取状态。最后进行步骤s580进行萃取咖啡液以冲泡咖啡。
52.请参阅图7至图9，本发明第二实施例中，该胶囊咖啡机100的萃取结构44是一种抽屉式结构。该抽屉式结构为一种滑动台机构80，该滑动台机构80包括一滑动台81，置放槽42设置在滑动台81中，该滑台81能从胶囊咖啡机100中向外滑出到达一开启位置以露出置放槽42。胶囊咖啡机100的顶部具有一向外凸伸形成的凸台81，影像感测装置镜头13设置于凸台81的底部，并对应处于开启位置的置放槽42位置而设。如此影像感测装置镜头13能对咖啡胶囊200上的辨识码201进行拍照撷取。
53.本发明第二实施例中，在使用者放置咖啡胶囊200时，控制电路12带动滑动台82处于开启位置，以露出置放槽42，供使用者放至咖啡胶囊200。在进行步骤s570时，此时滑动台机构80借由控制电路12将滑动台82移动至闭合位置，覆盖住置放槽42同咖啡胶囊200，以使咖啡胶囊200设置至萃取状态。进行萃取咖啡液以冲泡咖啡。最后进行步骤s580进行萃取咖啡液以冲泡咖啡。
54.请参阅图10至图11，本发明第三实施例中，该胶囊咖啡机100的萃取结构44是一种投入式机构。该投入式机构包括一置放槽42、一启闭装置91、一萃取装置92及一回收盒93。置放槽42设置于胶囊咖啡机100的顶部，置放槽42中设有一启闭装置91，启闭装置91具有一开启或关闭的攻能，当启闭装置91关闭时，咖啡胶囊200能安置在置放槽42中，当启闭装置91开启时，咖啡胶囊200会通过启闭装置91开启时的开口，向下掉落。萃取装置92包括有一导引槽921及一萃取器922，导引槽921设置于置放槽42的下方。导引槽921及萃取器922能在萃取装置92中进行往复式滑动。回收盒93设置于处于导引槽921的下方。
55.当咖啡胶囊200上的辨识码201被影像感测装置镜头13撷取后，控制电路12会使置放槽42进入分开状态，此时咖啡胶囊200会向下落下并进入导引槽921中。再借由控制电路12启动使萃取器922移动，将咖啡胶囊200同导引槽921进行挤压以萃取咖啡液。待萃取完成后，控制电路12再将萃取器922回复至初始状态，此时导引槽921也回复至初始状态，咖啡胶囊200会向下掉落至回收盒93中。如此完成咖啡液的萃取及咖啡胶囊200的回收作业。
56.本发明第三实施例中，在使用者放置咖啡胶囊200时，使用者将咖啡胶囊200上的辨识码201朝向投入槽91中之影像感测装置镜头13的方向放置于置放槽42中。在进行步骤s570时，此时第一伺服马达启动以将放置于置放槽42中的咖啡胶囊200向下落进萃取装置92的导引槽921中。进行步骤s582:启动第二伺服马达驱动萃取器22进入萃取状态。最后进行步骤s580进行萃取咖啡液以冲泡咖啡。
57.综上所述，本发明胶囊咖啡机自动辨识萃取方法能借由撷取咖啡胶囊200上的辨识码201资料，以自动进行水量及水温的设定，如此能快速地达到使用者饮用咖啡时的个人习惯设定。